Тема: Особенности расчета потерь электроэнергии в линиях электропередачи и в трансформаторах

Расчетная работа №5

1.1.Особенности расчета потерь энергии в линиях электропередачи

Потери энергии в линиях электропередачи состоят из двух составляющих:

потерь энергии в шунтах, обусловленных потерями на корону, постоянными в течение всего времени работы линии:

— потерь энергии в сопротивлении R, определяемых потерями активной мощности, зависящими от нагрузки:

Тогда суммарные потери энергии

Здесь T равно 24 часам или 8760 часам соответственно для суток и года.

Число часов максимальных потерь τ для суток определяется по суточному

графику, для года —определяют либо по заранее рассчитанным кривым при учете cos φ, либо по эмпирической формуле:

1,2 Особенности определения потерь энергии в трансформаторах

Для n параллельно включенных двухобмоточных трансформаторов потери

энергии включают потери в шунте и потери энергии в активных сопротивлениях двухобмоточных трансформаторов:

В трехобмоточных трансформаторах τ могут быть различны у разных об-

моток, тогда

Для того чтобы при расчетах параметров электрических систем c использованием как уже введенных, так и последующих формул не возникало путаницы в единицах измерения, рекомендуется выражать электрические величины в следующих единицах:

мощности, потери мощности — МВА, МВт, Мвар;

напряжения, потери напряжения — кВ;

токи — кА;

сопротивления — Ом.

Тогда ни в одной из формул не возникает необходимости использовать переводные коэффициенты.

Задача. На подстанции установлено два трансформатора, которые питаются по двум воздушным линиям сечением q и длиной l=100 км. Нагрузка подстанции в максимальном режиме МВт, cos φ = 0,9. График нагрузки в относительных единицах приведен в табл. 1.

Определить потери электроэнергии за сутки и к.п.д. передачи по энергии.

Таблица1

Вариант	Тип трансформатора	Марка провода	, МВт	График нагрузки,
	ТРДН-40000/220	АС-240/32
	ТРДЦН-63000/220	АС-400
	ТМН-6300/110	АС-70
	ТДН-10000/110	АС-95
	ТДН-16000/110	АС-120/19
	ТРДН-25000/110	АС-150/19
	ТРДН-40000/110	АС-240/32
	ТРДЦН-63000/220	АС-240/32
	ТРДН-40000/220	АС-240/32
	ТРДН-40000/220	АС-240/39
	ТРДН-40000/220	АС-240/56
	ТРДЦН-63000/220	АС-240/39
	ТРДЦН-63000/220	АС-240/56
	ТРДЦН-63000/220	АС-300
	ТДН-16000/110	АС-120/27
	ТДН-16000/110	АС-150/19
	ТДН-16000/110	АС-150/24
	ТДН-16000/110	АС-150/34
	ТДН-16000/110	АС-185/29
	ТДН-16000/110	АС-185/43
	ТРДН-25000/110	АС-150/19
	ТРДН-25000/110	АС-150/24
	ТРДН-25000/110	АС-150/34
	ТРДН-25000/110	АС-185/29
	ТРДН-25000/110	АС-185/43
	ТРДН-40000/110	АС-240/32
	ТРДН-40000/110	АС-185/43
	ТРДН-10000/110	АС-70
	ТРДН-10000/110	АС-120/19

Примечание: для ВЛ 110 кВ величину принять равной потерям от токов утечки по изоляторам 0,85 (в снежную погоду).

Схему замещения сети представить в виде, изображенном на рис.1.

Рис.1

Рассмотрим решение нулевого варианта.

Исходные данные

Вариант	Тип трансформатора	Марка провода	, МВт	График нагрузки,
	ТРДН-40000/220	АС-240

Определяем параметры схемы замещения сети.

1.Линия (участок 1-2) для сечения АС-240:

2. Трансформатор (участок 2-3)

Параметры трансформатора ТРДН-40000/220:

Зарядная реактивная мощность

3. Нагрузка (узел 3):

Схема замещения сети показана на рис. 2.

Рис.1 – Схема замещения сети

Потери электроэнергии за сутки складываются из двух составляющих.

Первая –– это потери в поперечных элементах сети (шунтах), практически не

зависящие от параметров режима сети и считающиеся постоянными. Вторая

составляющая –– это потери в продольных элементах сети, сильно зависящие

от передаваемой по ним мощности и, следовательно, являющиеся переменными. Таким образом:

Постоянные потери можно представить следующим образом:

где –– потери активной мощности в шунтах линии, МВт;

–– потери активной мощности в шунтах трансформатора, МВт.

Переменные потери электроэнергии можно представить в виде:

где максимальная мощность за сутки, отн. ед. или МВт; мощность потребителя на интервале времени графика нагрузки, отн. Ед. или МВт; N –– количество интервалов постоянства мощности на графике нагрузки потребителя; –– потери активной мощности в продольных элементах сети в максимальном режиме (режиме максимальных нагрузок), МВт.

Таким образом, для того чтобы определить суточные потери электроэнергии в сети необходимо рассчитать потери мощности в элементах электрической сети в режиме максимальной нагрузки.

Для расчета этого режима необходимо задать начальные приближения напряжений в узлах сети: 220 кВ; 210 кВ. Поскольку ветвь 3’3 является идеальным трансформатором, то МВА.

Рассчитаем потоки мощности на всех участках схемы замещения с учетом потерь мощности.

Потери мощности на участке 2-3:

Поток мощности в начале трансформаторной сети:

Поток мощности в конце линии:

где

Потери мощности в сопротивлении линии (на участке 1-2):

Итак, получены следующие суммарные потери:

 — в продольных элементах

МВт;

 — в поперечных элементах

МВт.

Отсюда потери электроэнергии в сети:

МВт ч.

Определение к.п.д. передачи по энергии. В общем виде к.п.д. передачи по

энергии можно определить по следующей формуле:

где –– потребляемая нагрузкой за сутки полезная электроэнергия, МВт ч, –– число часов использования максимальной нагрузки.

Для определения суточного потребления электроэнергии нагрузкой необ-

ходимо определить , которое вычисляется по следующей формуле:

тогда к.п.д. передачи по энергии

Контрольные вопросы

1. Записать все возможные соотношения для связи токов, потоков, потерь мощности для отдельных элементов и всей схемы замещения в целом, изображенных на рис.1.

2. По каким приближенным формулам удобно определять потери активной мощности в трансформаторах?

3. В чем существо приближенного метода определения годовых потерь энергии?

4. Что такое время использования максимальной нагрузки?

5. Что такое время максимальных потерь?

6. Суточный график мощности, протекающей по сопротивлению Z, следующий: в течение 12 часов мощность равна 0,5 и в течение следующих 12 часов мощность равна 1. Определить и .